家族性低磷血癥性佝僂病家系X染色體內(nèi)肽酶同源性的磷酸調(diào)節(jié)基因新突變一例報道

李媛，馬小雪

家族性低磷血癥性佝僂病（FHR）是罕見的遺傳性佝僂病，由一組以腎臟磷酸鹽運輸缺陷導(dǎo)致排泄磷酸鹽過多和低血磷為特征的疾病組成，患者1，25二羥基維生素D〔1，25（OH）2D〕降低或處于參考范圍內(nèi)［1］。FHR的臨床特征為生長遲緩、兒童期佝僂病、骨軟化、牙齒發(fā)育不良。迄今，已確定了6種遺傳性佝僂病，包括常見的X-連鎖顯性遺傳佝僂病（XLH，MIM307800）、偶見的常染色體顯性遺傳低磷性佝僂?。ˋDHR）、常染色體隱性遺傳低磷性佝僂?。ˋRHR1，MIM 241520；ARHR2，MIM613312；ARHR3，MIM259775）、 罕見的X-連鎖隱性遺傳佝僂?。╔RHR）、罕見的低磷性佝僂病伴高鈣尿（HHRH，MIM241530）、低磷性佝僂病伴甲狀旁腺功能亢進（MIM612089）［2］。XLH的致病基因為X染色體內(nèi)肽酶同源性的磷酸調(diào)節(jié)基因（PHEX基因），而成纖維生長因子23（FGF23）突變可引起ADHRD，牙基質(zhì)蛋白1（DMP1）、核苷酸外焦磷酸酶/磷酸二脂酶1（ENPP1）、序列相似家族成員20（FAM20C）分別為ARHR1、ARHR2、ARHR3的致病基因［3］，XRHR的致病基因為CLCN5，鈉磷共轉(zhuǎn)運蛋Ⅱ型溶質(zhì)轉(zhuǎn)運家族34（SLC34A3）突變可引起HHRH［4-5］。其中XLH最為常見，發(fā)病率約為1/20 000［6］。

FHR臨床表現(xiàn)多樣，嚴重程度不一，給臨床診斷帶來很大困難。因此，盡早地明確基因診斷對臨床診治、了解疾病預(yù)后至關(guān)重要。本文對1例患有FHR的漢族患兒采用二代測序技術(shù)進行相關(guān)基因檢測，發(fā)現(xiàn)PHEX基因的新突變：c.2066C＞T（p.Ala689Val）；再用Sanger測序法驗證患兒及其主要家族成員，發(fā)現(xiàn)該家系中患者均存在同樣的基因突變，確診該家系為PHEX基因新突變致XLH，現(xiàn)報道如下。

1 病例簡介

先證者，女，1歲7個月，漢族，因出現(xiàn)“O”型腿半年于2015年5月至云南省第一人民醫(yī)院就診。半年前患兒家長發(fā)現(xiàn)其雙小腿彎曲，外院診斷為“佝僂病”，服用碳酸鈣1片/d，無效?；純鹤猿錾?個月起每天服維生素AD滴劑，10個月出牙。查體：身長83 cm，體質(zhì)量12 kg，前囟閉合，出牙12顆，輕度雙膝內(nèi)翻，雙膝間距2.5 cm。下肢X線檢查未見佝僂病表現(xiàn)（見圖1），腎臟B超正常。家系調(diào)查：父母非近親結(jié)婚，父親、祖母、大姑媽均有身材矮小、重度雙膝內(nèi)翻?；純杭捌渲饕彝コ蓡T實驗室檢查資料見表1，家族系譜見圖2，初步診斷為FHR。根據(jù)家族系譜，臨床考慮XLH，但不能排除ADHR，為明確診斷進行基因測序?；純杭议L簽署知情同意書后，抽取先證者及其主要家族成員靜脈血2.5～3.0 ml置于EDTA抗凝管中，送昆明金域醫(yī)學(xué)檢驗所進行基因測序。采用二代測序法（NGS）對先證者進行FHR相關(guān)基因測序，發(fā)現(xiàn)PHEX基因突變，再用Sanger測序法對先證者及其主要家族成員PHEX基因突變進行驗證，將測序發(fā)現(xiàn)的突變在ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫進行比對查閱。

本文價值：

家族性低磷血癥性佝僂病（FHR）是罕見的遺傳性佝僂病，由一組腎臟排泄磷酸鹽增多導(dǎo)致低血磷的疾病組成，共同的臨床特征為生長遲緩、兒童期佝僂病、骨軟化、牙齒發(fā)育不良。本文對1個FHR家系的臨床表現(xiàn)、生化指標及影像學(xué)資料進行研究，通過基因測序發(fā)現(xiàn)該家系中4例患者均有PHEX基因的新致病突變（c.2066C＞T），從而確診。本研究豐富了人類PHEX基因突變數(shù)據(jù)庫的種類，有助于深入了解該基因的結(jié)構(gòu)與功能。

表1 FHR患兒及其主要家族成員實驗室檢查資料Table 1 Laboratory examinations of the children and major family members of the FHR

基因測序發(fā)現(xiàn)先證者（Ⅳ：3）PHEX基因存在c.2066C＞T（p.Ala689Val）雜合子突變。經(jīng)家系驗證分析，家族中患者（Ⅱ：1、Ⅲ：1、Ⅲ：5）均檢測到相同基因位點突變，而未受影響的家族成員中則無基因突變（見圖3），提示此變異為致病突變。該突變?yōu)殄e義突變，位于20號外顯子，突變導(dǎo)致第689位丙氨酸為纈氨酸所取代，蛋白多肽鏈原有功能喪失。該突變未見文獻報道，ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫中均未收錄，為新的致病突變。該家系中，3個女性患者為PHEX基因雜合子突變，1個男性患者為PHEX基因半合子突變，XLH診斷明確。

確診后予患兒口服磷酸鹽（元素磷劑量為20 mg·kg-1·d-1）、骨化三醇20 ng·kg-1·d-1。2個月后復(fù)查，血磷1.08 mmol/L、血鈣2.5 mmol/L、堿性磷酸酶（ALP）432 U/L、尿磷29.5 mmol/24 h、尿鈣4.9 mmol/24 h、尿肌酐6 630 μmol/L、甲狀旁腺激素（PTH）35.1 ng/L。后每3個月進行1次門診隨訪，血磷0.82～1.04 mmol/L、ALP 368～397 U/L，尿鈣/尿肌酐＜0.4。治療1年后下肢X線檢查示“O”型腿減輕（見圖4）?；純?歲半時身高99.6 cm，下肢 “O”型腿已不明顯，腎臟B超正常。

圖1 先證者下肢X線檢查結(jié)果Figure 1 X-ray image of the lower extremity of the proband

圖2 FHR家族系譜Figure 2 Pedigree of the FHR

2 討論

FHR是一種罕見的遺傳疾病，臨床表現(xiàn)多樣。XLH是最常見的遺傳性佝僂病，86%～87%的FHR為XLH［5］。XLH由FGF23介導(dǎo)的低血磷所致，主要臨床特征為身材矮小且不成比例、佝僂病、下肢畸形，患者還可能出現(xiàn)牙齒及牙齦異常、肌肉無力等表現(xiàn)［4］。XLH的生化特征包括低血磷，1，25（OH）2D低或處于參考范圍， 成纖維細胞生長因子23（FGF23）升高，尿磷排泄增多，ALP升高（兒童）或處于參考范圍（成人），PTH升高或處于參考范圍，血鈣處于參考范圍，尿鈣排泄降低或處于參考范圍［1，5］。

本文針對1個遺傳性佝僂病家族進行分析，該家族中患者均有相似的特征：身材矮?。ǔ茸C者外）、“O”型腿、低血磷，而血鈣處于參考范圍，男女患者臨床表現(xiàn)無明顯差別。根據(jù)家族系譜，臨床考慮XLH，但不能排除ADHR。因此，采用NGS對先證者（Ⅳ：3）進行遺傳性佝僂病基因測序，發(fā)現(xiàn)PHEX基因存在c.2066C＞T（p.Ala689Val）雜合子突變。再用Sanger測序法對先證者及其主要家族成員PHEX基因突變進行驗證，顯示家族中患者（Ⅱ：1、Ⅲ：1、Ⅲ：5）均存在相同基因位點突變，而未受影響的家族成員則不存在基因突變，提示此變異為致病突變。該突變未見文獻報道，ESP6500、dbSNP和千人基因組數(shù)據(jù)庫中均未收錄，因此確定為新的致病性突變。

圖4 治療1年后先證者下肢X線檢查結(jié)果Figure 4 X-ray image of the lower extremity of the proband after 1-year treatment

圖3 X染色體內(nèi)肽酶同源性的磷酸調(diào)節(jié)基因測序圖Figure 3 Sequence diagram of the PHEX gene

XLH的致病基因PHEX定位于染色體XP22.1，由22個外顯子組成，編碼1條由749個氨基酸構(gòu)成的蛋白［7］。PHEX由1個小的氨基末端的胞內(nèi)尾巴、1個短的跨膜域和一個大的羧基末端細胞外域組成［1］，后者包含10個高度保守的半胱氨酸殘基，2個鋅指結(jié)構(gòu)域，與二級結(jié)構(gòu)或催化活性有關(guān)［8］。PHEX主要在骨和牙齒中表達［9］。PHEX的功能喪失伴隨骨骼礦化缺陷、FGF23的合成和分泌增強。FGF23增高不僅導(dǎo)致腎臟磷酸鹽重吸收減少，而且抑制腎臟1-α羥化酶的活性，使得25羥基維生素D〔25-（OH）D〕生成減少［4］。然而，PHEX并不直接分解FGF23，PHEX的功能仍然有待闡明。

迄今，全世界報道的XLH患者PHEX基因突變共338種，其中移碼突變占25%，異常剪切突變占23%，錯義突變占22%，無義突變占18%，缺失占8%，還有4%基因多態(tài)性［10］。這些突變分散于PHEX基因，無明顯突變熱點［11-12］。20號外顯子的突變共19種，其中移碼突變9種，無義突變4種，錯義突變4種，缺失2種。目前未發(fā)現(xiàn)基因突變類型、突變位置與臨床嚴重程度之間的關(guān)聯(lián)［7，11-13］。

本文發(fā)現(xiàn)的PHEX基因新突變c.2066C＞T（p.Ala689Val）為錯義突變，突變位于20號外顯子，導(dǎo)致第689位丙氨酸為纈氨酸所取代，突變點下游的閱讀框漂移改變了編碼產(chǎn)物的性質(zhì)，造成PHEX功能喪失。XLH為完全外顯，理論上由于X染色體的隨機失活，雜合子突變的女性患者病情輕，而半合子突變男性則病情較重。但在本文中男、女患者臨床表現(xiàn)無明顯差別，與X染色體失活傾斜阻止了正?；虻谋磉_有關(guān)［2］，而先證者病情較輕可能與X染色體隨機失活的程度較輕有關(guān)［2］。

目前XLH的治療方法是口服骨化三醇和磷酸鹽合劑。美國XLH臨床診治指南推薦骨化三醇的劑量為20～30 ng·kg-1·d-1，分 2～3次服用；磷酸鹽劑量為 20～40 mg·kg-1·d-1（最多為2～3 g/d），分3～5次服用［13］。治療過程中需每3個月監(jiān)測血鈣、磷、肌酐及尿鈣/尿肌酐和PTH。尿鈣/尿肌酐＞0.4，提示骨化三醇劑量過大，應(yīng)及時減量［7］；PTH升高可通過增加骨化三醇的劑量或減少磷酸鹽劑量來糾正［14］。由于血磷波動較大，不建議用血磷衡量磷的需要量［7］。而應(yīng)依據(jù)身高和生長速度及骨骼畸形改善情況判斷藥物劑量是否符合要求［14］。本研究中，先證者病情較輕，骨化三醇、磷酸鹽起始劑量分別為20 ng·kg-1·d-1、20 mg·kg-1·d-1，監(jiān)測血鈣、血磷、血肌酐、PTH及尿鈣、尿肌酐，根據(jù)尿鈣/尿肌酐調(diào)整骨化三醇的劑量，磷酸鹽的劑量則以達到空腹血磷處于參考范圍下限即可。本例患兒身高年增長速率為8.6 cm/年，且下肢畸形逐漸消失，說明藥物劑量適宜。

國外研究顯示，在出現(xiàn)生長障礙及佝僂病體征前的嬰兒期開始治療的XLH患者，在身高改善及病情減輕方面較1歲后開始治療者好［15］。XLH患者的子女應(yīng)在出生后3個月內(nèi)仔細追蹤，盡早治療。在嬰兒期診斷XLH，除陽性家族史外，還基于低血磷、高ALP，而低血磷及高ALP通常在生后3個月內(nèi)出現(xiàn)［15］。本文中先證者在外院被誤診為“佝僂病”治療半年，誤診的原因除醫(yī)生對本病認識不足外，更與不重視家族史及血生化檢查有關(guān)。所幸患兒病情較輕，確診時年齡不大，治療效果好。

綜上所述，本文確定了1例FHR家系PHEX基因的新致病突變，豐富了人類PHEX基因突變數(shù)據(jù)庫的種類，有助于深入了解該基因的結(jié)構(gòu)與功能。本文通過基因檢測確診患者為XLH，對先證者進行及時治療并取得了滿意療效，同時也為該家系的遺傳咨詢和今后的產(chǎn)前診斷提供了可靠的依據(jù)。

本文局限性：

因檢測條件限制，本研究未檢測該家系患者血成纖維生長因子23（FGF23）水平，不能了解PHEX基因的新致病突變（c.2066C＞T）對血FGF23水平的影響。此外，如能在先證者的隨訪中監(jiān)測血甲狀旁腺激素（PTH）水平的變化，更有助于骨化三醇和磷酸鹽劑量的調(diào)整。

作者貢獻：李媛進行文章的構(gòu)思與設(shè)計，撰寫論文，負責(zé)文章的質(zhì)量控制及修改、審校，對文章整體負責(zé)；馬小雪參與研究的實施、數(shù)據(jù)收集。

本文無利益沖突。